안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
지금은 잘 볼 수 없지만, 예전에 나온 자전거는 질문자님께서 말씀하신 것처럼 자전거 바퀴를 돌려 전등을 켰던 것 같아요. 자전거 전등이 배터리 없이 빛을 내는 과학 원리는 패러데이의 전자기 유도 법칙을 이용합니다. 자전거 바퀴의 회전 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전기가 내장되어 있기 때문입니다.
자전거 발전기 내부에는 영구자석과 금속 코일이 들어있어, 자전거 바퀴가 구르면 바퀴나 림에 닿아 있는 발전기의 회전축이 함께 돌아갑니다. 회전축에 연결된 영구자석이 코일 옆에서 고속으로 회전하면서 N극과 S극이 번갈아 코일을 지나갑니다. 이때 자석의 회전으로 인해 코일 내부를 지나가는 자기장이 계속해서 변화하고, 이 변화를 상쇄하려는 방향으로 코일에 유도 전압이 형성되어 전류가 흐르면 발생한 전기가 전선으로 전달되어 전등의 불을 밝힙니다.
자전거를 빠르게 탈수록 자석이 더 빨리 회전하므로 단위 시간당 자기장의 변화가 커져, 더 높은 전압과 많은 전류가 발생하여 전등이 훨씬 밝아지게 됩니다.